利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法技术

本发明专利技术涉及利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其包括(a)微生物培养液的交叉流过滤、(b)水洗、(c)药液清洗、(d)水洗的四个工序，经前述交叉流过滤而透过膜组件的滤液的总糖浓度为1000mg/L以上100000mg/L以下、蛋白质浓度为50mg/L以上1000mg/L以下，前述工序c具有(c‑1)用含有次氯酸盐和非离子型表面活性剂的药液清洗的步骤，且按顺序重复前述工序a～d。

Filtration of Microbial Culture Medium Using Membrane Module

The invention relates to a filtration method of microbial culture liquid by using membrane module, which comprises four processes: (a) cross-flow filtration of microbial culture liquid, (b) water washing, (c) liquid cleaning, (d) water washing. After the cross-flow filtration, the total sugar concentration of the filtrate passing through the membrane module is above 1000mg/L and below 100000 mg/L, and the protein concentration is below 100000 mg/L. The degree is above 50 mg/L and below 1000 mg/L. The aforementioned process C has the steps of (c 1) cleaning with pharmaceutical solution containing hypochlorite and non-ionic surfactant, and repeats the aforementioned process A-D in sequence.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法
本专利技术涉及发酵工业领域、食品工业领域等中的利用膜组件对微生物培养液进行过滤的过滤方法。
技术介绍
对于微生物分散溶液，使用分离膜将微生物与溶液分离的方法是已知的。作为微生物分散溶液，可举出排水处理中的活性污泥、发酵法中的微生物培养液。在排水处理中，使用分离膜将活性污泥和处理水分离的膜分离活性污泥法是已知的。通过使用分离膜，能够在处理槽内以高浓度保持微生物，同时将有机物、氮成分的除去率维持在高水平，并且可获得高纯度的处理液。作为物质生产方法的发酵法已用于啤酒、红酒、食醋、酱油、氨基酸、有机酸等各种制品的生产。作为发酵法中的微生物培养液的分离方法，尽管可实施离心分离、硅藻土过滤，但利用分离膜进行的过滤具有分离性能高、滤液品质优异的特征。如上所述，微生物分散溶液的分离技术得到了广泛的应用。然而，对生物体系的被处理液进行膜分离的情况下，存在下述问题：被处理液中包含的菌体、糖、蛋白质及脂质等附着于过滤面，膜的渗透通量在早期降低。对此，进行了通过定期地或非定期地清洗膜的过滤面而除去过滤面的附着物从而维持过滤能力的研究。例如，在专利文献1中，公开了使用盐酸或其盐及表面活性剂对含有烃化合物、芳香族化合物等油分或难分解性着色成分的排水的膜分离活性污泥处理中使用了的过滤膜进行清洗的方法。另外，专利文献2中，公开了使用含有高碘酸化合物和过氧二硫酸盐的溶液对过滤啤酒后的分离膜进行清洗的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本国特开2013-31839号公报专利文献2：日本国特表2010-535097号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在微生物分散溶液中，特别地，微生物培养液具有糖、蛋白质的浓度高这样的特征。利用分离膜过滤微生物培养液的情况下，由于前述物质的原因而使得分离膜产生结垢(fouling)。尽管产生了结垢的分离膜通过药液清洗可恢复透水性而重复使用，但若分离膜易于产生结垢，则药液清洗的频率增加，清洗成本升高。另外，重复进行微生物培养液的过滤和药液清洗时，未完全清洗掉的结垢物质会慢慢蓄积于分离膜中，透水性变得难以恢复。专利文献1中记载的清洗方法中，通过使用盐酸或其盐及表面活性剂，可除去过滤膜的污垢。然而，被处理液为含有油分、着色成分的排水，不同于糖、蛋白质的浓度高的微生物培养液。另外，专利文献2中记载的清洗方法可适用于糖、蛋白质的浓度高的液体的生产中所用的膜。然而，所使用的清洗剂价格昂贵，重复进行药液清洗导致清洗成本升高。本专利技术是鉴于上述内容而作出的。即，本专利技术提供利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其中，通过使用廉价的清洗剂对糖、蛋白质的浓度高的微生物培养液的过滤中使用的分离膜进行清洗，从而可长期稳定地重复进行过滤。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术提供以下[1]～[10]的技术。[1]利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其是包括以下工序a～d、且按顺序重复所述工序a～d的利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法：工序(a)，利用所述膜组件对所述微生物培养液进行交叉流过滤；工序(b)，在所述工序a之后对所述膜组件进行水洗；工序(c)，在所述工序b之后使所述膜组件与药液接触；和，工序(d)，在所述工序c之后，对所述膜组件进行水洗；经所述工序a的交叉流过滤而透过所述膜组件的滤液的总糖浓度为1000mg/L以上100000mg/L以下，并且蛋白质浓度为50mg/L以上1000mg/L以下，所述工序c包括：步骤(c-1)，使所述膜组件与含有次氯酸盐和非离子型表面活性剂的药液接触。[2]如[1]所述的利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其中，所述工序c包括在乘积CT[(mg/L)·h]满足下述式(1)的范围内运转的工序，所述乘积CT[(mg/L)·h]是所述药液中的次氯酸盐的浓度C[mg/L]、和所述次氯酸盐与所述膜组件中包含的分离膜的接触时间T[h]的乘积，9.2×105F-1400≤CT≤2.5(1/α)+380式(1)所述式(1)中，F表示经所述工序a的交叉流过滤而透过所述膜组件的滤液中的蛋白质浓度[mg/L]与所述滤液中的总有机碳量[mg/L]之比；α表示使所述分离膜浸渍于芬顿试剂中时的、膜强度初始值比相对于浸渍时间而言的衰减率的绝对值[1/h]，其中，所述芬顿试剂为5000ppm的H2O2和300ppm的Fe2+的混合溶液。[3]如[1]或[2]所述的利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其中，所述工序a中满足下述式(2)时，移至所述工序b，5≤R/R0≤16式(2)所述式(2)中，R表示所述工序a中对所述微生物培养液进行交叉流过滤时的过滤阻力值[m-1]，R0表示所述交叉流过滤开始时的过滤阻力值[m-1]。[4]如[1]～[3]中任一项所述的利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其中，所述工序a包括：步骤(a-1)，利用所述膜组件对所述微生物培养液进行交叉流过滤；和步骤(a-2)，对所述膜组件进行反洗；交叉流过滤时的所述微生物培养液的膜面线速度设定为0.1m/s以上3.0m/s以下，并且过滤通量设定为0.1m3/m2/天以上2.0m3/m2/天以下，反洗时的反洗通量设定为1.0m3/m2/天以上10.0m3/m2/天以下，将所述步骤a-1和所述步骤a-2重复至少一次后移至所述工序b。[5]如[1]～[4]中任一项所述的利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其中，所述非离子型表面活性剂的HLB为12以上18以下。[6]如[1]～[5]中任一项所述的利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其中，所述次氯酸盐的有效氯浓度为0.05质量％以上1质量％以下，所述非离子型表面活性剂的浓度为0.05质量％以上3质量％以下。[7]如[1]～[6]中任一项所述的利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其中，所述药液的pH为10以上14以下，并且温度为20℃以上50℃以下。[8]如[1]～[7]中任一项所述的利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其中，所述膜组件中包含的分离膜为包含氟系树脂的分离膜。[9]如[1]～[8]中任一项所述的利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其中，所述微生物培养液为啤酒，所述膜组件中包含的分离膜的平均孔径为0.3μm以上1.0μm以下。[10]利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其是包括以下工序a～d、且按顺序重复所述工序a～d的利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法：工序(a)，利用所述膜组件对所述微生物培养液进行交叉流过滤；工序(b)，在所述工序a之后对所述膜组件进行水洗；工序(c)，在所述工序b之后使所述膜组件与药液接触；和工序(d)，在所述工序c之后对所述膜组件进行水洗；经所述工序a的交叉流过滤而透过所述膜组件的滤液的总糖浓度为1000mg/L以上100000mg/L以下，并且蛋白质浓度为50mg/L以上1000mg/L以下，所述工序c包括：步骤(c-2)，使所述膜组件与含有次氯酸盐的药液接触；和步骤(c-3)，使所述膜组件与含有非离子型表面活性剂的药液接触。专利技术的效果本专利技术的利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法是按顺序重复进行(a)微生物培养液的交叉流过滤、(b)水洗、(c)药液清洗、(d)水洗这四个工序的过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其是包括以下工序a～d、且按顺序重复所述工序a～d的利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法：工序(a)，利用所述膜组件对所述微生物培养液进行交叉流过滤；工序(b)，在所述工序a之后对所述膜组件进行水洗；工序(c)，在所述工序b之后使所述膜组件与药液接触；和工序(d)，在所述工序c之后，对所述膜组件进行水洗，经所述工序a的交叉流过滤而透过所述膜组件的滤液的总糖浓度为1000mg/L以上100000mg/L以下，并且蛋白质浓度为50mg/L以上1000mg/L以下，所述工序c包括：步骤(c‑1)，使所述膜组件与含有次氯酸盐和非离子型表面活性剂的药液接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.30 JP 2016-0687811.利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其是包括以下工序a～d、且按顺序重复所述工序a～d的利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法：工序(a)，利用所述膜组件对所述微生物培养液进行交叉流过滤；工序(b)，在所述工序a之后对所述膜组件进行水洗；工序(c)，在所述工序b之后使所述膜组件与药液接触；和工序(d)，在所述工序c之后，对所述膜组件进行水洗，经所述工序a的交叉流过滤而透过所述膜组件的滤液的总糖浓度为1000mg/L以上100000mg/L以下，并且蛋白质浓度为50mg/L以上1000mg/L以下，所述工序c包括：步骤(c-1)，使所述膜组件与含有次氯酸盐和非离子型表面活性剂的药液接触。2.如权利要求1所述的利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其中，所述工序c包括在乘积CT[(mg/L)·h]满足下述式(1)的范围内运转的工序，所述乘积CT[(mg/L)·h]是所述药液中的次氯酸盐的浓度C[mg/L]、和所述次氯酸盐与所述膜组件中包含的分离膜的接触时间T[h]的乘积，9.2×105F-1400≤CT≤2.5(1/α)+380式(1)所述式(1)中，F表示经所述工序a的交叉流过滤而透过所述膜组件的滤液中的蛋白质浓度[mg/L]与所述滤液中的总有机碳量[mg/L]之比；α表示使所述分离膜浸渍于芬顿试剂中时的、膜强度初始值比相对于浸渍时间而言的衰减率的绝对值[1/h]，其中，所述芬顿试剂为5000ppm的H2O2和300ppm的Fe2+的混合溶液。3.如权利要求1或2所述的利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其中，所述工序a中满足下述式(2)时，移至所述工序b，5≤R/R0≤16式(2)所述式(2)中，R表示所述工序a中对所述微生物培养液进行交叉流过滤时的过滤阻力值[m-1]，R0表示所述交叉流过滤开始时的过滤阻力值[m-1]。4.如权利要求1～3中任一项所述的利用膜组件进行的微生物培养液的过滤方法，其中，所述工序a包括：步骤(a-1)，利用所述膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：志村芙美，志村俊，小林敦，西尾彩，金森智子，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP